197645. lajstromszámú szabadalom • Eljárás lúgos akkumulátorok polimer megerősítésű kadmiumelektródjának előállítására
197645 A találmány tárgya eljárás lúgos akkumulátorokhoz szolgáló, polimerrel megerősített kadmium-elektród előállítására. A lúgos akkumulátorokban általában alkalmazott elektródokat magas hőmérsékleten szinterelik. Bizonyos alkalmazási célokra és a gyártási költség miatt is olyan kadmium elektródok jelentek meg, amelyek olyan hordozó fémet vagy áramgyűjtő elemet tartalmaznak, amelyre aktív pépet tapasztanak, az aktív pép magát az aktív anyagot tartalmazza valamely kötőanyaggal, például poli (tetrafluor-etilén) -nel együtt. A kötőanyag szerepe az, hogy ipari körülmények között veszteség nélkül kezelhetővé tegye az aktív anyagot, ezen kívül a kötőanyagnak az alkalmazott elektrolitban tökéletesen stabilnak kell lennie. A 4 476 205 lajstromszámú US szabadalmi leírásban ismertetett módszer szerint kadmium-oxidot és karboxilált sztirol-butadién-típusú kopolimer kötőanyagot diszpergálnak vízben, a kopolimer koncentrációja a száraz elegyre számítva 3,8—5%. Az elegyet ezután megszárítják, hogy a kötőanyagban részleges keresztkötés kialakulást hozzanak létre, a kapott terméket összezúzzák és fémkadmium-port kevernek bele. Az elektródot magát a porkeveréknek egy rácsra vagy hordozó hengerelt fémre való hengerlésével alakítják ki. Annak érdekében, hogy megfelelő mechanikai tulajdonságokat érjenek el, és hogy a kötőanyag részleges térhálósodását elszenvedett por kohézióját növeljék, a porkeveréket nagyon nagy nyomással kell kezelni. Ez komoly nehézségeket okoz, mivel az aktív anyag porozitása alacsonnyá válik (~15%) és nagyon egyenletlen, gátolva ezzel az elektrokémiai folyamat lejátszódását, a kádmium reakcióképességét, azaz általában rontja a működést. A találmány olyan módszert biztosít, amelyben az aktív pép ugyan tartalmaz kötőanyagot, az eljárás mégis, mind mechanikai, mind elektrokémiai szempontból jó minőségű kadmiumelektródot eredményez. A találmány tárgya eljárás lúgos akkumulátorokhoz szolgáló, polimerrel megerősített kadmiumelektród előállítására. A találmány szerint a következő módon járunk el: 92—97 tömeg% kadmium-oxid és kadmium keverékéből álló poralakú aktív anyagot, 0,5—3 tömeg% karboxilezett sztirol-butadién kopolimert, 0,3—3 tömeg% gélesítőszert és 2—5 tömeg% adalékanyagot vízzel elkeverve péppé alakítunk, a kapott péppel bevonunk egy fém áramgyűjtő elemet, a bevonattal ellátott elemet szárítjuk, majd 1—5 percig 120°C—150°C-on hőkezeljük, és kívánt esetben a kapott elektródot két, egymástól állandó távolságban lévő henger között átvezetve kalanderezzük. A fenti eljárással előállított elektród porozitása 50—60% kalanderezés nélkül. 1 2 A további hengerlési művelettel a kapott elektród porozitása 35 és 45% közötti értékre állítható. A találmányt a következő példában mutatjuk be részletesebben. Az alábbi komponenseket elegyítjük vízben: 2 aktív anyag: CdO+Cd 92—97% adalékok 2—5% gélesítőszer 0,3—3% karboxilát sztirol —-butadién kopolimer 0,5—3%. Az adalékok lehetnek például kálium-borát vagy nikkel vagy nikkel-hidroxid polivinil-alkoholja. A gélesítőszer karboxi-cellulóz, metocel vagy etil-metil-cellulóz lehet. A komponenseket elegyítjük, összegyúrjuk, ez utóbbi műveletet például bolygóműves gyúróberendezésben hajtjuk végre. A kapott pép viszkozitása a 105 és 25 x *105 centipoise tartományon belüli. Az elektród hordozóanyaga egy sima, perforált, nikkellel bevont acéllemez, amelynek lyukai 1,1—2 mm átmérőjűek és perforáltsági tényezője 40—45%. Az aktív anyagot a hordozóanyag mindkét oldalára felviszük, oly módon, hogy a hordozóanyagot egy az aktív anyagot tartalmazó medencén átvezetjük. A felvitt réteget úgy tesszük egyenletessé, hogy egy szabályozható távolságú éleket tartalmazó berendezésen visszük át a bevonattal ellátott hordozóanyagot. Az így előállított csíkot gondosan megszárítjuk és 1—5 percen át 120—150°C közötti hőmérsékleten kezeljük. Ez a kezelés biztosítja a polimer keresztkötéseinek kialakulását. A fenti eljárással kapott elektród porozitása 50—60%. Ezt követően kívánt esetben egy kalanderezési műveletet is alkalmazhatunk. Ha a hengerek közötti távolság a kalanderezés során 0,5 mm, 35—45%-os porozitású elektródot kapunk, amely porozitás jóval magasabb, mint az ismert eljárásokkal elérhető. A találmány szerint előállított elektródok igen jó mechanikus jellemzőkkel bírnak, jól ellenállnak az ütésnek és a rázkódásnak. így az elektródok nem szennyezőek, különösen jelentős, hogy az aktív anyagot alkotó finom eloszlású fém-oxidok nem hajlamosak az elektród kezelésekor való elhullásra. A nyíró igénybevétellel mért tapadás a csak poli (tetrafluor-etilén)-t tartalmazó aktív pépekéhez képest körülbelül 3-szoros faktorral javul. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás lúgos akkumulátorokhoz szolgáló, polimerrel megerősített kadmium-elektródok előállítására, azzal jellemezve, hogy 92—97 tömeg% kadmium-oxid és kadmium 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 56 6C 65
